[发明专利]一种X射线源

说明书

本发明公开了一种X射线源，该X射线源包括用于产生长脉冲低能电子束的电子源、用于加速低能电子束的超导直线加速器以及用于通过电子束作用产生X射线的X射线靶，所述电子源通过第一束流传输线与超导直线加速器连接，所述超导直线加速器通过第二束流传输线与X射线靶连接。本发明解决了传统基于常温直线加速器的X射线源无法提供长脉冲的X射线的问题。

技术领域

本发明涉及射线源技术领域，特别是涉及一种X射线源。

背景技术

1895年，德国科学家伦琴(Wilhelm K.)在进行阴极射线管气体放电实验时，意外发现了X射线，并凭借这项发现在1901年获得了首次颁发的诺贝尔物理学奖。在那之后，X射线作为一种强有力的工具，在医学、工业、基础和应用科学研究等领域得到了广泛的应用和发展。

X射线源分为普通X射线管和基于加速器的X射线源。基于加速器的X射线源产生方式有两种，电子束打靶和同步辐射。电子束打靶产生X射线的原理同普通X光管相同，都是电子束和物质相互作用产生的韧致辐射。加速器系统用以产生打靶所需的电子束。电子束打靶产生的X射线脉冲长度和电子束脉冲长度相同。常规的常温射频加速器系统无法提供长脉冲宽度(微秒到毫秒，甚至几百毫秒或者连续时间状态)的电子束，同理基于该方案X射线源也无法提供相同长时间脉冲宽度的X射线。

针对上述问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种X射线源，该X射线源克服了现有X射线源无法提供长脉冲的X射线的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种X射线源，包括用于产生长脉冲低能电子束的电子源、用于加速低能电子束的超导直线加速器以及用于通过电子束作用产生X射线的X射线靶，所述电子源通过第一束流传输线与超导直线加速器连接，所述超导直线加速器通过第二束流传输线与X射线靶连接。

优选的，所述电子源产生的长脉冲低能电子束的时间长度可调，调节范围为10微秒到1秒。

优选的，所述电子源包括驱动激光器、光阴极和阳极，所述驱动激光器发出激光入射到所述光阴极上产生电子，所述光阴极和阳极之间的引出电场将电子束团引出所述光阴极入射到第一束流传输线中。

优选的，所述驱动激光器发出的激光为脉冲长度可调节激光,以实现电子源产生电子束的脉冲时间长度可调，所述驱动激光器通过调整电压信号的长度来调节激光脉冲的长度。

优选的，所述电子源为由直流高压电子枪形成的直流高压电子源或由射频电子枪形成的射频电子源，所述直流高压电子源形成的引出电场为静态高压电场，所述射频电子源形成的引出电场为射频电磁场。

优选的，所述电子源产生的低能电子束的横向发射度低于10mm*mrad。

优选的，所述超导直线加速器包括沿着轴线分布的射频谐振腔，所述射频谐振腔由射频功率源驱动。

优选的，所述射频谐振腔置于4K或2K的低温环境中。

优选的，所述X射线靶包含高原子序数材料。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种X射线源，该X射线源可以提供长脉冲宽度的X射线，并且该X射线源可以通过调节电子束脉冲的长度来控制X射线的脉冲时间长度。

附图说明

为了更清楚地说明本新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为X射线源形成的结构示意图。